摘要：花江峡谷大桥，这座屹立在贵州安顺市关岭自治县与黔西南州贞丰县交界处北盘江花江段的超级工程，横跨在国家3A级景区花江大峡谷风景区上空，成为了当地一道震撼人心的风景线。这座大桥横跨被誉为“地球裂缝”的花江大峡谷，最大承重3360顿，全长2890米，主桥跨径1420
吉林省科学技术协会主办，致力于传播科学思想，分享科技生活，提高公众科学素质
花江峡谷大桥，这座屹立在贵州安顺市关岭自治县与黔西南州贞丰县交界处北盘江花江段的超级工程，横跨在国家3A级景区花江大峡谷风景区上空，成为了当地一道震撼人心的风景线。这座大桥横跨被誉为“地球裂缝”的花江大峡谷，最大承重3360顿，全长2890米，主桥跨径1420米，而桥面至水面的高度竟达到了惊人的625米，相当于200多层楼的高度。建成后，它一跃成为世界第一高桥，同时也是世界第一的山区跨径桥梁，无论是从高度还是跨度来看，都创造了新的世界纪录。
▏项目启动的背景
贵州，这片被群山环抱的土地，素有“八山一水一分田”之说，独特的喀斯特地貌赋予了它如诗如画的美景，同时也给交通建设带来了前所未有的挑战。过去，贵州受限于复杂的地形，交通不便成为了制约经济发展和民生改善的瓶颈。
随着国家对交通基础设施建设的大力投入以及贵州自身经济发展的迫切需求，交通建设在贵州迎来了前所未有的发展机遇。高速公路作为现代交通的重要动脉，在贵州的交通网络建设中占据着举足轻重的地位。然而，要在贵州的崇山峻岭中构建起四通八达的高速公路网络，桥梁和隧道成为了关键。花江峡谷大桥所在的位置，是贵州西南部交通的关键节点。这里的花江大峡谷，谷深壁峭，地形极为复杂，周边的交通状况急需改善。
六枝至安龙高速公路作为贵州省高速公路网规划的重要组成部分，对于完善贵州西南部高速公路网络具有不可替代的作用。而花江峡谷大桥，作为这条高速公路的控制性工程，其建设的必要性更加凸显。它的建成，将打通贵州西南部交通，加强贵阳、安顺市、黔西南州等地区之间的经济联系和合作，促进区域经济一体化发展。同时，也将为当地丰富的旅游资源开发创造良好的交通条件，推动旅游业的蓬勃发展，带动沿线地区的经济繁荣。
▏建设的时间进程
2022年1月18日，花江峡谷大桥正式开工建设，标志着这座超级工程从蓝图迈向现实。
2024年11月4日下午，花江峡谷大桥钢桁梁首件吊装顺利完成，标志着世界第一高桥建设全面进入钢桁梁吊装阶段。钢桁梁吊装是大桥建设中最关键的环节之一，需要精确控制吊装的位置和姿态。建设团队使用了先进的缆索吊装系统，结合北斗定位技术，实现了钢桁梁的精准吊装。在吊装过程中，他们还不断优化施工方案，提高吊装效率。仅用2个月时间就完成了总重约2.2万吨（相当于3座埃菲尔铁塔）的钢桁梁安装，创造了新的“贵州建桥速度”。
2025年3月，花江峡谷大桥吊装作业结束，桥面全部贯通，桥面板吊装完成。这一系列的进展为大桥的最终通车奠定了坚实基础。
▏技术创新突破困境
一、智慧缆索吊装系统
在花江峡谷大桥的建设中，钢桁梁的吊装是最为关键的环节之一。为了实现高精度的吊装作业，建设团队自主研发并迭代至第四代的智慧缆索吊装系统。这一系统集成了众多先进技术，堪称桥梁建设领域的“黑科技”。
该系统配备了30余套高清摄像头及各类监测传感器，就像给吊装作业安装了无数双“眼睛”和“触角”。这些摄像头和传感器分布在吊装现场的各个关键位置，能够对吊装过程中的索力、位移以及卷扬机健康情况进行全方位、实时的监测。通过高清大屏幕，工作人员可以直观地看到吊装作业的每一个细节，实现了可视化监控。一旦某个参数出现异常，系统会立即发出自动预警，提醒工作人员及时采取措施，有效保障了吊装作业的安全。
智慧缆索吊装系统还实现了自动化和智能化的控制。在主塔下方设置了智慧控制中心，一个工作人员在控制室就可以实现一键寻址吊装。这一功能大大减少了人力投入，降低了施工风险，同时也提高了施工效率。以往传统的缆索吊装系统，在吊装过程中需要多个工作人员密切配合，操作复杂且容易出现人为失误。而智慧缆索吊装系统的出现，使得吊装作业变得更加简单、高效和安全。即使在大风、浓雾、夜间、大雨等恶劣环境天气下，该系统也能正常工作，实现全时吊装作业，为大桥的建设按下了“快进键”。
二、S型旋转管道降温系统
在大桥的建设中，锚碇是固定主缆的关键结构，其稳定性直接关系到大桥的安全。花江峡谷大桥的锚碇采用混凝土浇筑而成，体积巨大，安龙岸锚碇混凝土体积达到了16.4万立方米，大致相当于70个标准游泳池大小。
然而，大体积混凝土在浇筑过程中会面临一个严峻的问题——水化热。当混凝土中的水泥与水发生化学反应时，会释放出大量的热量，导致混凝土内部温度急剧升高。如果不及时采取措施控制温度，混凝土内部温度可能会达到80-90℃，甚至更高。如此高的温度会使混凝土产生温缩效应，进而导致开裂，严重影响锚碇的结构强度和稳定性。
为了解决这一难题，建设团队采用了S型旋转管道降温系统。在锚碇混凝土浇筑前，工作人员在其中铺设了密密麻麻的S型旋转管道，并布置了感应芯片。这些感应芯片实时监测混凝土内部的温度变化。当温度过高时，通过管道循环通入冷水，带走混凝土内部的热量，实现降温。同时，根据感应芯片反馈的数据，系统可以精准地控制水流的速度和流量，从而精确地控制混凝土的降温过程。
这种S型旋转管道降温系统结合感应芯片的设计，实现了对混凝土温度的精准监控和调节，有效地解决了水化热导致的温度过高和开裂问题。通过这一创新技术，花江峡谷大桥的锚碇在浇筑过程中始终保持稳定，为大桥的稳固“扎根”提供了坚实保障。
三、多普勒激光雷达测风技术
花江峡谷中风速大且变化复杂，最大风速可达12级 ，对大桥的建设和运营安全构成了巨大威胁。为了获取准确的风速、风向等数据，为大桥的抗风设计提供科学依据，建设团队与同济大学合作，采用了多普勒激光雷达测风技术。
传统的测风方法主要依靠气象站的风速仪等设备，这些设备存在精度有限、受地形影响大等缺点。而多普勒激光雷达测风技术则具有诸多优势。它利用激光束与空气中的气溶胶相互作用产生的多普勒频移来测量风速和风向，能够实现对高空风场的高精度测量。与传统测风设备相比，多普勒激光雷达测风技术成本更低，精度更高，并且可以24小时自动采集和传输数据。
在花江峡谷大桥的建设过程中，多普勒激光雷达测风设备被安装在桥位附近，持续不断地收集风速、风向、风攻角等数据。通过对这些海量数据的分析和研究，建设团队深入了解了峡谷风的特性和变化规律。在此基础上，他们以等比缩放方式建模，开展风洞实验，对大桥的抗风性能进行模拟和优化。根据实验结果，团队在主梁上首次采用水平稳定板抗风设计，有效提高了大桥在强风环境下的稳定性。同时，这些风场数据也为大桥的施工方案制定提供了重要参考，确保了施工过程中各项作业在安全的风速条件下进行。
四、其他创新技术
在混凝土施工方面，建设团队研发了大体积混凝土智能温控系统。该系统通过在混凝土中埋设冷却水管和智能芯片，实时监测混凝土内部温度和表面温度。当温度差值超过设定范围时，系统自动调节冷却水管中的水流速度和温度，确保混凝土内部温度均匀，有效防止了温度裂缝的产生。同时，为了解决超高混凝土泵送难题，团队选用管壁加厚的锰钢材质，改良管道连接方式，优化混凝土配比。经过多次试验和改进，最终实现了将混凝土一次泵送至300米高空的壮举，满足了大桥建设中对混凝土输送高度的要求。
▏荷载试验
一、荷载试验的重要性
在花江峡谷大桥即将通车之前，一项至关重要的检测环节——荷载试验，成为了检验大桥质量和安全性的关键。荷载试验被形象地称为大桥的“全身体检”，它是验证大桥结构安全性与承载能力的关键环节。一座大桥从设计到建成，经历了无数个日夜的精心打造，但在正式通车前，必须通过荷载试验来全面检验大桥在各种荷载作用下的性能，确保它能够安全、稳定地投入使用。
二、静力荷载试验过程
2025年8月21日上午，花江峡谷大桥迎来了荷载试验的关键时刻。随着6辆35吨的三轴载重车率先缓缓驶上桥面，这场通车前的“大考”正式拉开帷幕。此次荷载试验分为空载试验、静力荷载试验和动力荷载试验三个阶段，整个过程持续了4天。
21日至23日开展的是静力荷载试验，主要模拟桥上堵车时不同构件承受重力的运行情况。21日当天，18辆总载重630吨的卡车分批上桥，每次6辆，按照预定的方案，精准地停放在主跨1／4、3／8、1／2处预先划定的停靠点。现场布置了15种试验工况，密密麻麻地分布着400多个传感器。这些传感器就像大桥的“神经末梢”，能够敏锐地检测桥梁主塔、主梁、主缆在静力荷载作用下的变形和应力情况。工作人员密切关注着传感器传来的数据，每一个细微的变化都逃不过他们的眼睛。
8月25日上午，花江峡谷大桥迎来静载试验最后一个环节——96辆总载重3360吨的试验卡车缓缓驶上桥面。本次试验分五级加载，单辆载重35吨的试验车按照24辆车→48辆车→72辆车→84辆车→96辆车的加载顺序分批次从大桥两岸行驶到桥面预先划定的停靠点。检测人员全神贯注，根据在桥上各个系统布置的不同类型传感器，密切监测大桥在极端荷载作用下控制截面的应力应变、挠度、偏位、索力等关键数据。在这个过程中，任何一个数据的异常都可能意味着大桥存在潜在的问题，需要及时进行分析和处理。
三、动力荷载试验情况
24日进行的动力荷载试验同样至关重要。在动力荷载试验中，4辆大货车以每小时30至60公里不等的速度在桥面行驶、刹车，模拟通车后车辆行驶的真实状态。通过这些操作，测试桥梁结构自振特性参数和动力响应值，进而分析桥梁的动力特性及动力响应情况。此前，大桥已经分别进行了18车和48车的静载试验以及动载试验。经检测团队对数据的初步分析，各项试验结果均在计算限值范围内。这表明大桥在各种试验荷载作用下，结构性能表现良好，能够满足设计要求。
经过5天紧张有序的检测，花江峡谷大桥荷载试验全部顺利完成。根据初步分析，花江峡谷大桥在试验荷载作用下，桥梁处于弹性工作状态，各项检测指标响应正常。这就意味着大桥的结构是安全可靠的，可以在未来的使用中发挥出应有的作用。
▏交通与旅游的新引擎
一、交通便利性的提升
花江峡谷大桥的建成，如同打通了贵州西南部交通的任督二脉，极大地提升了区域交通的便利性。在大桥通车之前，从六枝到安龙，由于受到地形限制，车辆需要沿着蜿蜒曲折的盘山公路行驶，全程耗时长达3小时。
随着花江峡谷大桥的通车，这一状况得到了彻底改变。如今，从六枝至安龙的行车时间缩短至1.5小时，整整节省了一半的时间。而两岸之间的通行时间更是从2小时压缩至短短1分钟，实现了“天堑变通途”的梦想。这一巨大的变化，使得区域内的人员流动更加便捷，物资运输效率大幅提高。无论是商务出行还是居民日常往来，都不再受到交通的束缚，能够更加快速、高效地到达目的地。
二、桥旅融合的发展前景
以云渡服务区为中心景区的桥旅融合项目正在紧锣密鼓地规划和建设中。该项目规划面积约394亩，总建筑面积2.11万平方米，将打造成为景旅一体的交旅融合中心。在这里，游客可以通过200米垂直观光电梯，直达桥顶，俯瞰花江大峡谷的壮丽景色；在观星水吧，一边品尝咖啡，一边欣赏璀璨星空；走进玻璃观光厅和景观文化长廊，感受大桥的独特魅力和背后的建设故事。此外，服务区还涵盖酒店、观光服务楼、收费站房、体旅项目等多种业态。游客可以在这里体验崖壁飞拉达、山地速降滑车、飞跃峡谷滑索等刺激的极限运动，也可以在美食集市品尝当地的特色美食，购买国潮文创、农创展销等特色产品。
桥旅融合项目的发展，还将带动周边村寨民宿、特色餐饮等业态的发展。花江峡谷下方的小花江村，已有百余名青年返乡创业，规划建设悬崖酒店、露营基地等项目。随着游客的不断增多，这些村寨将迎来新的发展机遇，村民们可以通过开办民宿、经营特色餐饮等方式，增加收入，过上更加美好的生活。未来，花江峡谷大桥有望成为国内首个集“桥梁观光＋桥梁运动体验＋旅游服务”为一体的桥旅融合综合体，成为“贵州西南部第一旅游门户、全国桥旅融合新典范、世界峡谷极限运动胜地”，为贵州建设“世界级旅游目的地”注入强劲动力。
毕业于新西兰林肯大学。对大众科普知识拥有浓厚兴趣，曾在多个科普期刊上发表过科普文章。关注事实，积极探索前沿科技。
来源：科学小大人